基于6LoWPAN无线传感网的医疗监护系统设计

提出基于6Lo WPAN无线传感网的医疗监护系统设计方案,采用分层结构,将系统节点分为病人生理数据采集节点、数据中转节点和网关节点3类。采用6Lo WPAN技术,网关节点可方便地接入IPv6互联网。通过本系统,医护人员可在本地或远程获取病人的生理数据,为病人提供便捷的医疗服务。仿真实验结果表明,该系统可以满足医疗监护系统的需求。     

6LoWPAN多网关设计与实现

6LoWPAN是基于IEEE802.15.4标准的低功耗有损无线传感器网络承载IPv6协议的适配层技术。在6LoWPAN网络中,传感节点通过网关与Internet进行数据交互,导致靠近网关的节点与其他节点相比,能耗和负载严重不均衡。当前的6LoWPAN传感器网络协议不支持多网关路由功能。提出了一种基于rank值最小的多网关选择算法,在不增加额外信令的条件下,对现有6LoWPAN协议增加了多网关的支持,设计完成了6LoWPAN多网关系统方案,并在实际平台下实现。结果分析表明,该设计方案能够获得预期功能和性能,实现6LoWPAN节点能够自由选择网关,与Internet无缝互联互接。     

6LoWPAN协议在电力物联系统中的应用研究

当前电力物联网系统应用Zigbee协议,该协议不能满足IEE802.15.4的MAC层的Ipv6需求,造成电流传输速率低,且电压越限开关控制失败。为此,采用6LoWPAN协议优化了电力物联系统的网关功能。利用6LoWPAN技术原理、应用规范以及相比于其它物联网的优势,基于IEE802.15.4的网络层协议,提出Zigbee和6LoWPAN共存,协议中间层为双协议栈网关的总体设计方案,实现物联网与Ipv6 Internet的互联和信息交互。设计6LoWPAN适配层,解决IEE802.15.4的MAC层不能满足Ipv6需求问题。仿真结果显示：应用6LoWPAN协议后电力物联系统连通性能以及UDP数据报传输性能均符合实际应用需求;6LoWPAN协议应用后可显著提升数据采集节点的续航时间,降低功耗,增加电流传输速率,提升电压越限开关控制成功率。6LoWPAN协议的应用可有效提升电网的安全运行水平。     

物联网6LoWPAN技术研究

由于物联网的迅速发展,无线通信系统中终端节点数量迅速增加。基于此,国际标准化机构IETF组织专门制 定了适用于物联网通信的6LoWPAN标准。该标准将IPv6 协议运行在传统IEEE802.15.4 标准之上,使得系统能够容纳海量的 终端,同时基于不同底层硬件节点能够通过IP 协议进行互联。本文对6LoWPAN标准在物联网中的应用场景和框架以及 6LoWPAN中分片重组、报头压缩、路由转发和安全性进行了研究分析。     

一种基于6LoWPAN的TCP报头压缩方案

TCP是一种可靠的传输层协议, 许多应用有强烈的可靠性要求, 需要TCP的支持. 6LoWPAN网络受节点硬件资源与底层通信协议限制, 需要对TCP报头进行压缩, 然而目前尚无相关标准.在研究现有TCP报头压缩方案的基础上, 针对6LoWPAN网络的特点, 提出了一种适用于6LoWPAN网络的TCP报头压缩方案LOWPAN_TCP_HC, 并进行了测试. 实验结果表明LOWPAN_TCP_HC能够有效压缩TCP报头, 减少传感器节点能量消耗, 延长节点使用时间.     

6LoWPAN网络组播通信方案的研究与设计

随着无线传感器网络(WSN)对新应用的需求不断增加,基于IEEE 802.15.4实现IPv6通信的低速无线个人局域网标准6LoWPAN是将WSN接入Internet实现全IP通信的理想解决方案.在此提出了一种基于6LoWPAN网络的组播通信方案,通过自组建M AC地址的方式,对现有的6LoWPAN网络增加了对组播通信的支持,设计完成了6LoWPAN网络组播通信方案,降低了组播通信下组内节点接收网关数据的时延,以及组外节点对无关数据的处理消耗.结果分析表明,该组播通信方案下的节点通信时延是单播通信下节点通信时延的15.13％,组外节点数据处理效率比广播通信下的组外节点提高了39.02％.该通信方案能够获得预期功能和性能,6LoWPAN节点能够动态加入和退出组播组,接收组播组内信息.     

IPv6物联网接入网关的设计实践

在智能农业大棚物联网系统中,传感器节点采集的数据需通过互联网上传到远程服务器,Contiki节点间使用6LoWPAN,与传统的IPv4不能直连,需配置一个物联网网关. 通过移植OpenWRT系统至HG255D无线路由器,使得该路由器成为一个小巧、实用的嵌入式Linux系统,能够运行开源或自行开发的程序. 本文将介绍如何在HG255D路由器上实现IPv6物联网接入网关设计的过程. 主要涉及OpenWRT固件的编译、路由器配置修改、网关程序的移植,以及效果演示.     

IPv6与ZigBee互联网关的设计与实现

针对ZigBee无线传感网络和IPv6网络不能直接互联的问题,提出一种基于Contiki操作系统和cc2530硬件平台的嵌入式互联网关设计方案。将网关架构部署在ZigBee组网中的Sink节点上,利用6LoWPAN技术实现ZigBee网络和IPv6网络的互联互通。改进6LoWPAN适配层的报文压缩方法,实现接口层ZigBee协议与网络层IPv6协议的数据交换。仿真结果表明,在传输负载较大的情况下,该网关具有低延时和低功耗的特点,验证了该网关的有效性。     

一种6LoWPAN无线传感器网络移动协议

提出了一种6LoWPAN无线传感器网络移动协议。此协议提出了6LoWPAN网络体系结构,以及6LoWPAN网络地址分层结构及地址配置算法。基于提出的6LoWPAN网络体系结构,提出了6LoWPAN网络内与网络之间的移动切换协议。在移动过程中,移动节点无须转交地址,即移动切换过程无须为移动节点配置转交地址,也无须进行转交地址注册,因此降低了移动切换代价和延迟。从理论和仿真两个角度对MIPv6、Inter-MARIO及本协议的移动切换代价、移动切换延迟、丢包率等性能参数进行了分析比较,分析结果表明本协议的移动切换代价更小、移动切换延迟更短、丢包率更低。     

RFID和6LoWPAN的智能家居定位鞋设计

论述了一种将RFID模块与6LoWPAN模块集成在鞋内实现室内定位的设计方案。RFID读写器读取事先安装好标签的位置数据并通过6LoWPAN网络传给智能家居网关,网关获得当前位置信息实现室内定位。此设计的创新性是将定位模块集成到鞋中,使用起来非常方便,定位鞋还有无线充电功能。本设计的精度可以达到10cm以内,稳定性和可靠性较好,成本也较低。     

基于6LoWPAN的嵌入式多网关系统设计与实现

6LoWPAN是一种在IEEE802.15.4标准基础上IP化实现无线传感器网络的技术。在现有单目的导向的有向无环图（DODAG）环路由协议标准下,存在围绕单边界路由器的网络拥塞和能耗问题。设计了一种嵌入式6LoWPAN多网关协议和系统,嵌入式网关节点具备双模通信功能,可实现无线传感网（WSN）和固定IPv6网络的物理连接,双模网关通过固网建立与6LoWPAN根边界路由器之间的IP隧道来实现上下行路由。通过对现有6LoWPAN协议标准的补充和优化,使双模节点具有网内和网际路由能力,从而实现多网关架构和多径路由功能。优化的多点互通拓扑位置和流量分担算法实现上下行链路的有效负载平衡,也减小了节点多跳路由能耗。通过对多网关平台进行实验测试,并与单网关系统对比测试,结果表明该方案不仅实现了6LoWPAN在以太网的多点接入,降低了网络内数据传输时延和丢包率,并且提升了网络整体吞吐量。     

基于6LoWPAN的智慧校园空调监控系统设计

针对总线制空调监控系统存在布线施工成本高、联网结构复杂、维护难度大等问题,设计了一种基于6LoWPAN的智慧校园空调监控系统。首先给出了系统的整体功能及网络架构;然后,给出了传感器节点、系统核心模块及网关节点的硬件设计;接下来对6LoWPAN协议及简化进行了描述,给出了系统嵌入式软件的设计;最后给出了相关的空调控制策略。测试和实验结果表明,该空调监控系统具有结构简洁,扩展性高,实时在线响应,有效解决了校园空调物联网的信息互联问题,利用云平台智能管理达到节能减排目标。     

基于6LoWPAN的无线农田信息监测系统

设计了一种新型的农田信息监测系统,采用ARM7内核的MCU进行控制,并基于IPV6协议,利用6LoWPAN技术和GPRS技术相结合的方式,建立了可自组网的无线传感器网络,实现对指定区域农田信息的实时监测.系统使用了多只土壤水分传感器、红外温度传感器、光量子传感器、光量子传感器对植物生长的环境和状况进行全方位实时观测.各...     

6LoWPAN无线传感器网络有状态地址配置方案*

提出一种基于分布式的6LoWPAN无线传感器网络有状态地址配置方案,其每个传感器节点都具有分配地址的权力且地址分配空间具有唯一性,从而将地址分配任务均匀地分布到每个传感器节点,实现了多个传感器节点的同时配置,提高了地址分配效率;同时,节点申请地址的控制信息的传输范围均控制在一跳范围内,降低了地址配置功耗,缩短了地址配置时间,延长了网络寿命。对所提方案与MANETConf、Strong DAD及LISAA的地址配置代价及地址配置延迟时间等性能参数进行了比较分析,分析结果验证了此方案的可行性和高效性。     

轻量级IPv6邻居发现协议及在网关中的实现

轻量级IPv6邻居发现协议是6LoWPAN （ IPv6 over Low power Wireless Personal Area Network,轻量级IPv6协议）的重要补充,旨在解决6LoWPAN无线传感网络初始化和网络维护过程中普遍存在的节点高消耗问题。文中归纳并总结了邻居发现轻量化的必要举措,在此基础上,提出了一套轻量级IPv6邻居发现协议在基于Linux操作系统的边界网关中的实现方案。通过在内核中邻居发现模块添加新特性,边界网关将负责处理大量原本需要传感节点分担的组网任务和网络维护任务,大大降低了域内节点开销。通过对原型系统的功能测试,方案完全符合协议标准,简单高效,并做到了与标准IPv6邻居发现协议的兼容。